Изотопы гадолиния
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Стандартный атомный вес A r ° (GD) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Природная гадолиния ( 64 GD) состоит из 6 стабильных изотопов , 154 GD, 155 GD, 156 GD, 157 GD, 158 GD и 160 GD и 1 радиоизотоп , 152 GD, с 158 GD является наиболее распространенным (24,84% естественного изобилия ). Прогнозируемый двойной бета -распад 160 GD никогда не наблюдался ; Только нижний предел полураспада более 1,3 × 10 21 Годы были установлены экспериментально. [ 5 ]
Тридцать три радиоизотопа были охарактеризованы, с наиболее стабильными-альфа-декорация 152 GD (естественно встречается) с периодом полураспада 1,08 × 10 14 лет, и 150 GD с периодом полураспада 1,79 × 10 6 годы. Все оставшиеся радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 100 лет, большинство из них имеют период полураспада менее 24,6 секунды. Изотопы гадолиния имеют 10 метастабильных изомеров , с наиболее стабильным существом 143 м GD (T 1/2 = 110 секунд), 145 м GD (T 1/2 = 85 секунд) и 141m GD (T 1/2 = 24,5 секунды).
Первичный режим распада при атомных весах ниже, чем самый распространенный стабильный изотоп, 158 GD, захват электронов , а основной режим при более высоких атомных весах - бета -распад . Основные продукты распада для изотопов легче, чем 158 GD являются изотопами европиума , а основные продукты более тяжелых изотопов - изотопы тербия .
Список изотопов
[ редактировать ]Нуклид [ n 1 ] |
С | Не | Изотопная масса ( И ) [ 6 ] [ N 2 ] [ n 3 ] |
Период полураспада [ 1 ] [ N 4 ] [ n 5 ] |
Разлагаться режим [ 1 ] [ n 6 ] |
Дочь изотоп [ n 7 ] [ n 8 ] |
Спин и паритет [ 1 ] [ n 9 ] [ n 5 ] |
Естественное изобилие (моль -дробь) | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Энергия возбуждения [ n 5 ] | Нормальная пропорция [ 1 ] | Диапазон вариации | |||||||||||||||||
135 Г.Д. | 64 | 71 | 134.95250(43)# | 1.1 (2) с | беременный + (98%) | 135 Евросоюз | (5/2+) | ||||||||||||
беременный + , P (98%) | 134 СМ | ||||||||||||||||||
136 Г.Д. | 64 | 72 | 135.94730(32)# | 1# S [> 200 нс] | беременный + ? | 136 Евросоюз | 0+ | ||||||||||||
беременный + , p? | 135 СМ | ||||||||||||||||||
137 Г.Д. | 64 | 73 | 136.94502(32)# | 2.2 (2) с | беременный + | 137 Евросоюз | (7/2)+# | ||||||||||||
беременный + , p ? | 136 СМ | ||||||||||||||||||
138 Г.Д. | 64 | 74 | 137.94025(22)# | 4.7 (9) с | беременный + | 138 Евросоюз | 0+ | ||||||||||||
138m Г.Д. | 2232.6 (11) | 6,2 (0,2) μs | ЭТО | 138 Г.Д. | (8−) | ||||||||||||||
139 Г.Д. | 64 | 75 | 138.93813(21)# | 5.7 (3) с | беременный + | 139 Евросоюз | 9/2−# | ||||||||||||
беременный + , p? | 138 СМ | ||||||||||||||||||
139 м Г.Д. [ n 10 ] | 250 (150) # опыт | 4.8 (9) с | беременный + | 139 Евросоюз | 1/2+# | ||||||||||||||
беременный + , p? | 138 СМ | ||||||||||||||||||
140 Г.Д. | 64 | 76 | 139.933674(30) | 15,8 (4) с | беременный + (67(8)%) | 140 Евросоюз | 0+ | ||||||||||||
ЕС (33 (8)%) | |||||||||||||||||||
141 Г.Д. | 64 | 77 | 140.932126(21) | 14 (4) с | беременный + (99.97%) | 141 Евросоюз | (1/2+) | ||||||||||||
беременный + , P (0,03%) | 140 СМ | ||||||||||||||||||
141m Г.Д. | 377,76 (9) | 24,5 (5) с | беременный + (89%) | 141 Евросоюз | (11/2−) | ||||||||||||||
Это (11%) | 141 Г.Д. | ||||||||||||||||||
142 Г.Д. | 64 | 78 | 141.928116(30) | 70.2 (6) с | ЕС (52 (5)%) | 142 Евросоюз | 0+ | ||||||||||||
беременный + (48(5)%) | |||||||||||||||||||
143 Г.Д. | 64 | 79 | 142.92675(22) | 39 (2) с | беременный + | 143 Евросоюз | 1/2+ | ||||||||||||
беременный + , p? | 142 СМ | ||||||||||||||||||
беременный + , а ? | 139 Премьер -министр | ||||||||||||||||||
143 м Г.Д. | 152,6 (5) Опыт | 110.0 (14) с | беременный + | 143 Евросоюз | 11/2− | ||||||||||||||
беременный + , p? | 142 СМ | ||||||||||||||||||
беременный + , а ? | 139 Премьер -министр | ||||||||||||||||||
144 Г.Д. | 64 | 80 | 143.922963(30) | 4,47 (6) мин | беременный + | 144 Евросоюз | 0+ | ||||||||||||
144 м Г.Д. | 3433.1 (5) Опыт | 145 (30) нс | ЭТО | 144 Г.Д. | (10+) | ||||||||||||||
145 Г.Д. | 64 | 81 | 144.921710(21) | 23.0 (4) мин | беременный + | 145 Евросоюз | 1/2+ | ||||||||||||
145 м Г.Д. | 749,1 (2) | 85 (3) с | Это (94,3%) | 145 Г.Д. | 11/2− | ||||||||||||||
беременный + (5.7%) | 145 Евросоюз | ||||||||||||||||||
146 Г.Д. | 64 | 82 | 145.9183185(44) | 48.27 (10) d | ЕС | 146 Евросоюз | 0+ | ||||||||||||
147 Г.Д. | 64 | 83 | 146.9191010(20) | 38.06 (12) h | беременный + | 147 Евросоюз | 7/2− | ||||||||||||
147 м Г.Д. | 8587,8 (5) Опыт | 510 (20) нс | ЭТО | 147 Г.Д. | 49/2+ | ||||||||||||||
148 Г.Д. | 64 | 84 | 147.9181214(16) | 86,9 (39) и [ 2 ] | а [ n 11 ] | 144 СМ | 0+ | ||||||||||||
149 Г.Д. | 64 | 85 | 148.9193477(36) | 9.28 (10) d | беременный + | 149 Евросоюз | 7/2− | ||||||||||||
A (4,3 × 10 −4 %) | 145 СМ | ||||||||||||||||||
150 Г.Д. | 64 | 86 | 149.9186639(65) | 1.79(8)×10 6 и | а [ n 12 ] | 146 СМ | 0+ | ||||||||||||
151 Г.Д. | 64 | 87 | 150.9203549(32) | 123,9 (10) d | ЕС | 151 Евросоюз | 7/2− | ||||||||||||
A (1,1 × 10 −6 %) | 147 СМ | ||||||||||||||||||
152 Г.Д. [ n 13 ] | 64 | 88 | 151.9197984(11) | 1.08(8)×10 14 и | а [ n 14 ] | 148 СМ | 0+ | 0.0020(1) | |||||||||||
153 Г.Д. | 64 | 89 | 152.9217569(11) | 240.6 (7) d | ЕС | 153 Евросоюз | 3/2− | ||||||||||||
153m1 Г.Д. | 95.1737 (8) Опыт | 3.5 (4) μs | ЭТО | 153 Г.Д. | 9/2+ | ||||||||||||||
153m2 Г.Д. | 171.188 (4) Социальный | 76.0 (14) μs | ЭТО | 153 Г.Д. | (11/2−) | ||||||||||||||
154 Г.Д. | 64 | 90 | 153.9208730(11) | Наблюдательно стабильный [ n 15 ] | 0+ | 0.0218(2) | |||||||||||||
155 Г.Д. [ n 16 ] | 64 | 91 | 154.9226294(11) | Наблюдательно стабильный [ n 17 ] | 3/2− | 0.1480(9) | |||||||||||||
155 м Г.Д. | 121.10 (19) | 31,97 (27) MS | ЭТО | 155 Г.Д. | 11/2− | ||||||||||||||
156 Г.Д. [ n 16 ] | 64 | 92 | 155.9221301(11) | Стабильный | 0+ | 0.2047(3) | |||||||||||||
156 м Г.Д. | 2137.60 (5) Опыт | 1.3 (1) μs | ЭТО | 156 Г.Д. | 7- | ||||||||||||||
157 Г.Д. [ n 16 ] | 64 | 93 | 156.9239674(10) | Стабильный | 3/2− | 0.1565(4) | |||||||||||||
157m1 Г.Д. | 63,916 (5) Опыт | 460 (40) нс | ЭТО | 157 Г.Д. | 5/2+ | ||||||||||||||
157m2 Г.Д. | 426.539 (23) Опыт | 18,5 (23) μs | ЭТО | 157 Г.Д. | 11/2− | ||||||||||||||
158 Г.Д. [ n 16 ] | 64 | 94 | 157.9241112(10) | Стабильный | 0+ | 0.2484(8) | |||||||||||||
159 Г.Д. [ n 16 ] | 64 | 95 | 158.9263958(11) | 18.479 (4) h | беременный − | 159 Туберкулез | 3/2− | ||||||||||||
160 Г.Д. [ n 16 ] | 64 | 96 | 159.9270612(12) | Наблюдательно стабильный [ n 18 ] | 0+ | 0.2186(3) | |||||||||||||
161 Г.Д. | 64 | 97 | 160.9296763(16) | 3.646 (3) мин | беременный − | 161 Туберкулез | 5/2− | ||||||||||||
162 Г.Д. | 64 | 98 | 161.9309918(43) | 8.4 (2) мин | беременный − | 162 Туберкулез | 0+ | ||||||||||||
163 Г.Д. | 64 | 99 | 162.93409664(86) | 68 (3) с | беременный − | 163 Туберкулез | 7/2+ | ||||||||||||
163 м Г.Д. | 138.22 (20) Опыт | 23,5 (10) с | ЭТО? | 163 Г.Д. | 1/2− | ||||||||||||||
беременный − | 163 Туберкулез | ||||||||||||||||||
164 Г.Д. | 64 | 100 | 163.9359162(11) | 45 (3) с | беременный − | 164 Туберкулез | 0+ | ||||||||||||
164 м Г.Д. | 1095.8 (4) Опыт | 589 (18) нс | ЭТО | 164 Г.Д. | (4−) | ||||||||||||||
165 Г.Д. | 64 | 101 | 164.9393171(14) | 11,6 (10) с | беременный − | 165 Туберкулез | 1/2−# | ||||||||||||
166 Г.Д. | 64 | 102 | 165.9416304(17) | 5.1 (8) с | беременный − | 166 Туберкулез | 0+ | ||||||||||||
166 м Г.Д. | 1601,5 (11) | 950 (60) нс | ЭТО | 166 Г.Д. | (6−) | ||||||||||||||
167 Г.Д. | 64 | 103 | 166.9454900(56) | 4.2 (3) с | беременный − | 167 Туберкулез | 5/2−# | ||||||||||||
168 Г.Д. | 64 | 104 | 167.94831(32)# | 3.03 (16) с | беременный − | 168 Туберкулез | 0+ | ||||||||||||
169 Г.Д. | 64 | 105 | 168.95288(43)# | 750 (210) MS | беременный − | 169 Туберкулез | 7/2−# | ||||||||||||
беременный − , n? (<0,7%) [ 7 ] | 168 Туберкулез | ||||||||||||||||||
170 Г.Д. | 64 | 106 | 169.95615(54)# | 675 +94 −75 мс [ 7 ] |
беременный − | 170 Туберкулез | 0+ | ||||||||||||
беременный − , n? (<3%) [ 7 ] | 169 Туберкулез | ||||||||||||||||||
171 Г.Д. | 64 | 107 | 170.96113(54)# | 392 +145 −136 мс [ 7 ] |
беременный − | 171 Туберкулез | 9/2+# | ||||||||||||
беременный − , n? (<10%) [ 7 ] | 170 Туберкулез | ||||||||||||||||||
172 Г.Д. | 64 | 108 | 171.96461(32)# | 163 +113 −99 мс [ 7 ] |
беременный − | 172 Туберкулез | 0+# | ||||||||||||
беременный − , n? (<50%) [ 7 ] | 171 Туберкулез | ||||||||||||||||||
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы: |
- ^ м GD - возбужденный ядерный изомер .
- ^ () - Неопределенность (1 σ ) приведена в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
- ^ # - атомная масса, отмеченная #: значение и неопределенность, полученные не из чисто экспериментальных данных, но, по крайней мере, отчасти от тенденций с массовой поверхности (TMS).
- ^ Смелый период полураспада -почти стабильный, период полураспада дольше, чем возраст вселенной .
- ^ Jump up to: а беременный в # - Значения, отмеченные #, не являются исключительно из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично от тенденций соседних нукли (TNN).
- ^
Способы распада:
ЕС: Электронный захват ЭТО: Изомерный переход - ^ Символ смелого курения как дочь - дочерний продукт почти стабилен.
- ^ Смелый символ как дочь - дочерний продукт стабилен.
- ^ () Значение спина - указывает на спин со слабыми аргументами назначения.
- ^ Порядок основного состояния и изомера неопределен.
- ^ Теоретизирован, чтобы также подвергаться β + беременный + распадаться до 148 СМ
- ^ Теоретизирован, чтобы также подвергаться β + беременный + распадаться до 150 СМ
- ^ Изначальный радионуклид
- ^ Теоретизирован, чтобы также подвергаться β + беременный + распадаться до 152 СМ
- ^ Считается, что он подвергся распаду 150 СМ
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Продукт деления
- ^ Считается, что он подвергся распаду 151 СМ
- ^ Считается, что подвергается β − беременный − распадаться до 160 Dy с полураспадом более 3,1 × 10 19 годы
Гадолиний-148
[ редактировать ]С полураспадом 86,9 ± 3,9 года только через альфа-распад, [ 2 ] Гадолиний-148 будет идеально подходит для радиоизотопных термоэлектрических генераторов . Тем не менее, гадолиний-148 не может быть экономически синтезирован в достаточных количествах для питания RTG. [ 8 ]
Гадолиний-153
[ редактировать ]Гадолиний-153 имеет период полураспада 240,4 ± 10 дней и излучает гамма-излучение с сильными пиками при 41 кэВ и 102 кэВ. Он используется в качестве источника гамма-лучей для рентгеновской абсорбциометрии и флуоресценции, для датчиков плотности кости для скрининга остеопороза , а также для радиометрического профилирования в портативной системе рентгеновских визуализации ликсископа, также известного как профилировщик Lixi. В ядерной медицине он служит для калибровки оборудования, необходимого, таких как однофотонные компьютерные томографические системы (SPECT) для изготовления рентгеновских лучей . Это гарантирует, что машины работают правильно для производства изображений распределения радиоизотопа внутри пациента. Этот изотоп производится в ядерном реакторе от Европия или обогащенного гадолиния. [ 9 ] Он также может обнаружить потерю кальция в тазобедренных и задних костях, что позволяет диагностировать остеопороз. [ 10 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и Kondev, FG; Ван, М.; Хуан, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). «Оценка ядерных свойств Nubase2020» (PDF) . Китайская физика c . 45 (3): 030001. DOI : 10.1088/1674-1137/Abddae .
- ^ Jump up to: а беременный в Chiera, Nadine M.; Дресслер, Ругард; Спрон, Питер; Талип, Зейнеп; Шуман, Доротея (2023). «Определение полураспада гадолиния-148». Прикладное излучение и изотопы . 194 . Elsevier BV: 110708. DOI : 10.1016/J.Apradiso.2023.110708 . ISSN 0969-8043 .
- ^ «Стандартные атомные веса: гадолиний» . Ciaaw . 1969.
- ^ Прохаска, Томас; Irrgeher, Johanna; Благосостояние, Жаклин; Böhlke, John K.; Чессон, Лесли А.; Коплен, Тайлер Б.; Ding, наконечник; Данн, Филипп Дж.Х.; Грёнинг, Манфред; Холден, Норман Э.; Meijer, Harro AJ (2022-05-04). «Стандартные атомные веса элементов 2021 (технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . doi : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN 1365-3075 .
- ^ FA Danevich; и др. (2001). "Поиск двойного бета -распада 160 Изотопы GD и CE ". Ядерная физика a . 694 (1–2): 375–391. Arxiv : Nucl-Ex/0011020 . Bibcode : 2001nupha.694..375d . DOI : 10.1016/s0375-9474 (01) 00983- 6 .
- ^ Ван, Мэн; Хуан, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Найми С. (2021). «Оценка атомной массы AME 2020 (II). Таблицы, графики и ссылки*». Китайская физика c . 45 (3): 030003. DOI : 10.1088/1674-1137/Abddaf .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин Поцелуй, GG; Vitézez-Sveiczer, A.; Saito, Y.; и др. (2022). «Измерение свойств β-распаки изотопов, богатых нейтроном экзотической PM, SM, EU и GD, чтобы ограничить выходы нуклеосинтеза в области редкоземельной земли» . Астрофизический журнал . 936 (107): 107. Bibcode : 2022Apj ... 936..107K . doi : 10.3847/1538-4357/ac80fc . HDL : 2117/375253 .
- ^ Совет, национальные исследования; Науки, разделение по инженерному физическому; Правление, Aeronautics Space Engineering; Правление, космические исследования; Комитет, Радиоизотопные энергетические системы (2009). Радиоизотопные энергетические системы: необходимый для поддержания лидерства США в области исследования космоса . Citeseerx 10.1.1.367.4042 . doi : 10.17226/12653 . ISBN 978-0-309-13857-4 .
- ^ «PNNL: Программа изотопных наук-Гадолиний-153» . Pnl.gov . Архивировано из оригинала на 2009-05-27.
- ^ "Гадолиний" . BCIT Chemistry Resource Center . Британский технологический институт Колумбии. Архивировано из оригинала 23 августа 2011 года . Получено 30 марта 2011 года .
- Изотопные массы от:
- Audi, Жорж; Берсильон, Оливье; Блахто, Джин; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), «Оценка n Ubase ядерных и распадных свойств» , Ядерная физика A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003nupha.729 .... 3a , doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11 .001
- Изотопные композиции и стандартные атомные массы из:
- де Лейтер, Джон Роберт ; Böhlke, Джон Карл; Де Бивра, Пол; Хидака, Хироши; Пейзер, Х. Штеффен; Росман, Кевин младший; Тейлор, Филипп Д.П. (2003). «Атомные веса элементов. Обзор 2000 (технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 75 (6): 683–800. doi : 10.1351/pac200375060683 .
- Визер, Майкл Э. (2006). «Атомные веса элементов 2005 года (технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 78 (11): 2051–2066. doi : 10.1351/pac200678112051 .
- «Новости и уведомления: стандартные атомные веса пересмотрены» . Международный союз чистой и прикладной химии . 19 октября 2005 г.
- Данные полураспада, спин и изомер, выбранные из следующих источников.
- Audi, Жорж; Берсильон, Оливье; Блахто, Джин; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), «Оценка n Ubase ядерных и распадных свойств» , Ядерная физика A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003nupha.729 .... 3a , doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11 .001
- Национальный центр ядерного обращения . «База данных Nudat 2.x» . Брукхейвенская национальная лаборатория .
- Холден, Норман Э. (2004). «11. Таблица изотопов». В Лиде Дэвид Р. (ред.). Справочник по химии и физике CRC (85 -е изд.). Бока Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9 .